数字图像基(人类视觉)础

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1、第二章数字图像处理基础主要内容：一.图像处理的视觉基础二.图像的数字化三.像素间的基本关系四.数字图像类型2021/9/161第二章数字图像处理基础2021/9/162第二章数字图像处理基础图和背景反转图形2021/9/163第二章数字图像处理基础一、图像处理的视觉基础视觉生理/视觉特性/视觉模型视觉基础/视觉应用它们与图像研究的关系2021/9/164第二章数字图像处理基础视觉研究与图像的关系视觉研究基础研究视觉心理现象法则（心理学）视觉信息加工机理（生理学）应用研究视觉环境的改善和视觉机能应用（照明工程学、人类工

2、程学）图像改善和评价（图像工程）模拟视觉机能的信息处理（信息工程、人工智能心理测定模拟技术2021/9/165第二章数字图像处理基础1、图像质量评价与视觉心理对图像质量的最终评价是由人的感觉器官和心理状态来决定的。与图像内容以及观察者的心理因素有关。从图像信息传输角度出发，图像系统评价的真正尺度应该是发出信息者的意图为接收信息者所理解的程度，而不是对发出信息者发出的图像象素信息集合的简单接收。2021/9/166第二章数字图像处理基础2、画面组成和视觉心理“视野”——指眼球不动时所能见到的范围如果把注视点作为中心，可

3、见的范围上方约65。，下方约75。，左右视角约为104。(现在的电视画面约占7。~8。)，但视力好的部位仅限于中央2。~3。左右。为了适应大的画面和立体景象的机理，眼球必须转动使视线移动。中心视力分辨率强，可以进行图像细节的认识。周边视力分辨率差，可以将视觉目标特征部分检出，利用检出的目标图像特征去控制眼球运动。另外周边视力可以认识图像的全貌，而中心视只能认识图像的一小部分。要产生充分的临场感，画面尺寸应该产生30。以上视野，如宽银幕电影。2021/9/167第二章数字图像处理基础3、视觉的时空频率分析影响图像锐度的

4、主要因素。视觉神经具有的Mach效应和Roca—Sulzer微分效应，中枢神经的Craik-Obrien积分效应等是视觉信息处理的基础，因此可以将视觉特性和图像处理结合起来研究。空间分辨力人眼对空间景物细节的分辨能力有限，对黑白图像约为一度。时间分辨力对亮度的响应有时延和残留，因而对景物亮度的变化也有分辨力，过快的变化无法分辨“视觉惰性”当离散画面的重复频率不低于24Hz时，可形成连续画面的感觉，即人眼不能分辨相邻两幅画面间的差别，而低于24Hz时，有闪烁感。2021/9/168第二章数字图像处理基础3、视觉的时空频

5、率分析人眼对画面静止部分的分辨率高于活动部分，对静止部分减少时间分辨率，而对活动部分减少空间分辨率，可以达到数据压缩的效果。幅度分辨力人眼对景物亮度层次的分辨力也有限，过小的亮度差别无法分辨。对彩色图像的色调和饱和度的分辨力人的视觉对彩色细节的分辨力要比亮度细节差，在国际无线电咨询委员会（ITU-R，原CCIR）601标准中，就利用了这种特性，将色差信号的空间分辨率减半，仍可以得到非常好的图像质量。对立体图像的景深分辨力等2021/9/169第二章数字图像处理基础4、视觉生理和模型的研究视觉生理指视觉信息的产生部分—

6、—视细胞(图像信息感受器)和其它神经细胞以及大脑高级中枢的神经系统的信息产生、传输和处理的机理插入单个细胞的微小电极，侧抑制现象、马赫效应等对大脑高级神经中枢的“思考过程”才刚起步。2021/9/1610第二章数字图像处理基础5、人类视觉机制今后的研究方向从基础研究逐步转到和图像相关的视觉综合化、体系化的研究。搞清决定图像质量的主观因素，做出其总的结构模型；找出人脑真正接收信息的容量，大脑有效接收图像的显示方式；弄清图像信源和信宿的结构，建立起包括人的因素在内的信息论；研究视觉和其它感觉的相乘作用，即视觉和其它感觉的

7、互相影响；开发自组织作用的综合研究，进一步建立发展“思考过程”；研究视觉和行为的关系。2021/9/1611第二章数字图像处理基础视觉基础讲述内容人类视觉感知过程视觉的简单数学模型色度学知识2021/9/1612第二章数字图像处理基础1.1人类视觉感知过程人眼结构眼睛中图像的形成视觉特性2021/9/1613第二章数字图像处理基础人眼能看到的光谱范围从380纳米到780纳米－可见光谱。不同波长对应不同色彩感觉，不同强度的光刺激人眼，在人脑中将产生不同的光强、颜色、形状等视觉信息．2021/9/1614第二章数字图像处

8、理基础角膜、巩膜；脉络膜、睫状体、虹膜视网膜>黄斑>中央凹锥体细胞－明视觉细胞杆体细胞－暗视觉细胞视觉生理特点对图像处理方法的影响很大1、人眼的结构2021/9/1615第二章数字图像处理基础视锥细胞和视杆细胞在视网膜上的分布锥状（cone）视觉：白昼视觉，色彩；杆状（rod）视觉：夜视觉，低照度敏感。2021/9/1616第二章数字图像处理基